Question

   某实验小组利用如下装置（部分固定装置略）制备氮化钙（Ca₃N₂），并探究其实验式。

（1）按图连接好实验装置。检查装置的气密性，方法是            。

（2）反应过程中末端导管必须插入试管A的水中，目的是          。

（3）制备氮化钙的操作步骤是：①打开活塞K并通入N₂；②点燃酒精灯，进行反应；③反应结束后，         ；④拆除装置，取出产物。

（4）数据记录如下：

① 计算得到实验式Ca_xN₂,其中x=             .

② 若通入的N₂中混有少量O₂，请比较x与3的大小，并给出判断依据：           。

Answer 1

【命题意图】考查考生化学实验基本操作技能和处理问题的能力，以及对试验结果进行计算和误差分析判断的能力

【答案】^{（1）关闭活塞K，微热反应管，试管A中有气泡冒出，停止加热。冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变，则说明装置气密性良好。}

^{（2）防止反应过程中空气进入反应管；便于观察N2的流速}

^{（3）熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通入N2，并关闭活塞K。}

^{（4）①2.80} 

 ^{②O2和N2分别与等量的Ca反应，生成CaO的质量高于Ca3N2。若通入的N2中混有少量的O2，会导致计算出n(N)偏大，所以n(Ca)/n(N)<3/2，即x<3。}

【解析】^{（1）见答案；（2）要保证整个装置不能混入其他气体；（3）一定要使玻璃管冷却后再停止通入气流；（4）要确定X值必须求出钙和氮的原子个数比根据题目给的数据可做如下计算①m(Ca)=(15.08-14.80)g=0.28g，m(}N^{)= (15.15-15.08)g=0.07g，则n(Ca)：n(N)= ：=7：5，则x=；②}若通入的N₂中混有少量O₂，则产物中就有可能混有了CaO，而Ca₃N₂中钙的质量分数为81.08，CaO中钙的质量分数为71.43，所以产物中混有了CaO会导致钙的质量分数减小，x的值偏小。

【考点分析】考查学生化学实验基本操作技能和处理问题的能力，以及对实验结果进行计算和误差分析判断的能力。